自行車上的力學知識

2010-02-25 13:47:40 　來源：智康教育文章作者：陳自強

　　作者：北大校區(qū)物理老師陳自強

　　自行車在我國是很普及的代步和運載工具。在它的“身上”運用了許多物理中的力學知識：

　　1、測量中的應用

　　在測量跑道的長度時，可運用自行車。如普通車輪的直徑為0.71米或0.66米。那么轉過一圈長度為直徑乘圓周率π，即約2.23米或2.07米，然后，讓車沿著跑道滾動，記下滾過的圈數(shù)n，則跑道長為n×2.23米或n×2.07米。

　　2、力和運動的應用

　　(1)減小與增大摩擦。

　　車的前軸、中軸及后軸均采用滾動以減小摩擦。為更進一步減小摩擦，人們常在這些部位加潤滑劑。

　　多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦。如車的外胎，車把手塑料套，蹬板套、閘把套等。變滾動摩擦為滑動摩擦以增大摩擦。如在剎車時，車輪不再滾動，而在地面上滑動，摩擦大大增加了，故車可迅速停駛。而在剎車的同時，手用力握緊車閘把，增大剎車皮對鋼圈的壓力以達到制止車輪滾動的目的。

　　(2)彈簧的減震作用。

　　車的座墊下安有許多根彈簧，利用它的緩沖作用以減小震動。

　　3、壓強知識的應用

　　(1)自行車車胎上刻有載重量。如車載過重，則車胎受到壓強太大而被壓破。

　　(2)座墊呈馬鞍型，它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強，使人騎車不易感到疲勞。

　　4、簡單機械知識的應用

　　自行車制動系統(tǒng)中的車閘把與連桿是一個省力杠桿，可增大對剎車皮的拉力。自行車為了省力或省距離，還使用了輪軸：腳蹬板與鏈輪牙盤；后輪與飛輪及龍頭與轉軸等。

　　5、功、機械能的知識運用

　　(1)根據(jù)功的原理：省力必定費距離。因此人們在上坡時，常騎“S形”路線就是這個道理。

　　(2)動能和重力勢能的相互轉化。

　　如騎車上坡前，人們往往要加緊蹬幾下，就容易上去些，這里是動能轉化為勢能。而騎車下坡，不用蹬，車速也越來越快，此為勢能轉化為動能。

　　6、慣性定律的運用

　　助力行駛的自行車，如果突然把前輪剎住，后輪為什么會跳起來。這是因為前輪受到阻力而突然停止運動，但車上的人和后輪沒有受到阻力，根據(jù)慣性定律，人和后輪要保持繼續(xù)向前的運動狀態(tài)，所以后輪會跳起來。

　　切記下坡或高速行駛時，不能單獨用自行車的前閘剎車，否則會出現(xiàn)翻車事故！

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